KR100610617B1 - 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛 - Google Patents

광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR100610617B1
KR100610617B1 KR1020040102701A KR20040102701A KR100610617B1 KR 100610617 B1 KR100610617 B1 KR 100610617B1 KR 1020040102701 A KR1020040102701 A KR 1020040102701A KR 20040102701 A KR20040102701 A KR 20040102701A KR 100610617 B1 KR100610617 B1 KR 100610617B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
optical sheet
thickness
condensing lens
panel
Prior art date
Application number
KR1020040102701A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060063510A (ko
Inventor
최관민
Original Assignee
엘지마이크론 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지마이크론 주식회사 filed Critical 엘지마이크론 주식회사
Priority to KR1020040102701A priority Critical patent/KR100610617B1/ko
Publication of KR20060063510A publication Critical patent/KR20060063510A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100610617B1 publication Critical patent/KR100610617B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/0006—Arrays
    • G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
    • G02B3/0043—Inhomogeneous or irregular arrays, e.g. varying shape, size, height
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133504—Diffusing, scattering, diffracting elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • G02F1/133606—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members
    • G02F1/133607—Direct backlight including a specially adapted diffusing, scattering or light controlling members the light controlling member including light directing or refracting elements, e.g. prisms or lenses

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 다수의 광원들로부터 발생되는 광을 패널로 입사시키는 광학 시이트는, 광원들로부터의 광을 확산시키는 확산판과, 광원과 근접한 제1 거리에서 패널과 대면되는 확산판의 광출사면에 취부된 제1 두께의 제 1 집광렌즈와, 광원으로부터 제1 거리보다 긴 제2 거리에서 확산판의 광출사면에 취부되고 제1 두께와 상이한 제2 두께의 제 2 집광렌즈를 구비함으로써, 램프로부터 발생되는 가시광을 확산시킴과 아울러 패널 상에 수직으로 입사되도록 집광시키는 것이다.

Description

광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛{Optical Sheet and Back Light Unit Using the same}
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 설명하기 위한 사시도.
도 2는 도 1의 A-A'을 절단한 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면.
도 4는 도 3에 도시된 B-B'를 절단한 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 집광부재를 설명하기 위한 단면도.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명에 바람직한 제 1 실시예에 따른 집광층을 설명하기 위한 도면.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명에 바람직한 제 2 실시예에 따른 집광층을 설명하기 위한 도면.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 바람직한 제 3 실시예에 따른 집광층을 설명하기 위한 도면.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 가시광 경 로를 설명하기 위한 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 집광부재를 설명하기 위한 단면도.
도 11은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 가시광 경로를 설명하기 위한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
2, 20 : 액정표시패널 10 : 광학 시이트
12 : 확산판 130 : 집광부재
131: 확산층 132 : 집광층
14, 140 : 반사판 34, 340 : 케이스
36, 360 : 램프
본 발명은 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 자세하게는, 램프로부터 발생되는 가시광을 확산시킴과 아울러 패널 상에 수직으로 입사되도록 집광시키는 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display ; 이하 "LCD"라 함)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, LCD는 사무자동화 기기, 오디오/비디오 기기 등에 이용되고 있다. 한편, LCD는 매트릭스 형태로 배열되어진 다수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 광빔의 투과량이 조절되어 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.
이와 같은 LCD은 자발광 표시장치가 아니기 때문에 백 라이트(Back Light)와 같은 광원이 필요하게 된다. 이러한, LCD용 백 라이트는 직하형 방식과 에지형 방식 등이 있다. 에지형 방식은 평판 외곽에 램프를 설치한 것으로, 램프로부터 투명한 도광판을 이용하여 액정표시패널 전체의 면으로 빛이 입사된다. 직하형은 평면에 램프를 여러 개 배치한다. 그리고 램프와 액정표시패널 사이에 확산판을 설치하여 액정표시패널과 램프 사이를 일정하게 유지한다. 램프의 유리관 양 끝단에 전극을 삽입하여 전원을 공급하는 냉음극관("Cold Cathode Fluorescent Lamp: 이하 "CCFL")방식과, 램프의 유리관 양 끝단을 메탈재질로 감싸는 전극부에 전원을 공급하는 외부전극형광램프(External Electrode Fluorescent Lighting : 이하 "EEFL")방식이 있다.
도 1은 일반적인 액정 표시 장치를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 A-A'을 절단한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 액정 표시 장치는 화상을 표시하기 위한 액정표시패널(2)과, 액정표시패널(2)에 균일한 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛을 구비한다.
액정표시패널(2)은 상부 및 하부기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열되고, 이 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 마련되게 된다.
이러한 화소전극들 각각은 스위치 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)에 접속되게 된다. 화소전극은 박막 트랜지스터를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀을 구동하여 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다.
백 라이트 유닛은 케이스(34)와, 케이스(34)의 전면에 적층되는 반사 시이트(14)와, 반사 시이트(14)의 상에 위치하는 다수의 램프(36)와, 다수의 램프(36) 상에 확산판(12) 및 광학 시이트(10)를 구비한다.
케이스(34)는 다수의 램프들(36)로부터 측면으로 발생되는 가시광을 전면, 즉 확산판(12) 쪽으로 반사시킴으로써 램프들(36)로부터 발생되는 광의 경로를 변환시킨다.
반사판(14)은 케이스(34)의 상면과 다수개의 램프(36)사이에 배치되어 램프들(36)로부터 케이스(34) 상으로 발생되는 광을 반사시켜 확산판(12) 방향으로 조사되게 함으로써 광의 효율을 향상시킨다.
다수의 램프들(36) 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양 끝단부를 감싸는 메탈 재질의 음극부 및 양극부로 구성되며, 다수의 램프들(36)은 케이스(34) 상에 나란하게 배치된다.
확산판(12)은 다수의 램프들(36)에서 발산된 광을 액정표시패널로 진행하도록 하고, 넓은 범위의 각도에서 입사할 수 있게 한다.
광학 시이트들(10)은 확산판(12)으로부터 출사된 광의 패널(2) 쪽으로 입사되도록 집광한다.
이와 같은 구조를 가지는 종래의 액정표시장치에서 램프들(36)로부터 발생되는 가시광이 확산판(12)에서 확산되어 반사 시이트(10)에서 집광되어 패널(2)로 입사되게 된다.
즉, 케이스(34) 내에 나란하게 배치되어 있는 램프들(36)로부터 조사된 가시광을 패널(2)로 입사시키기 위한 반사 시이트들(10)을 별도로 제조하여 확산판(12) 상에 적층해야 함으로 액정 표시 장치의 두께가 커지게 된다.
또한, 램프(36)로부터 발생된 가시광이 확산판(12) 및 반사 시이트들(10)을 거치면서 상쇄되는 경우가 발생하여 패널(2)로 입사되는 가시광이 균일하게 입사되지 않음으로 패널(2) 상에 표시되는 화상의 휘도가 균일하지 못한 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명의 목적은 램프로부터 발생되는 가시광을 효과적으로 집광하여 패널에서 표시되는 화상의 휘도를 균일하게 함과 아울러, 액정 표시 장치의 박형화하는 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛을 제공하는 것에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일측면에 따른 다수의 광원들로부터 발생되는 광을 패널로 입사시키는 광학 시이트는, 광원들로부터의 광을 확산시키는 확산판과, 광원과 근접한 제1 거리에서 상기 패널과 대면되는 확산판의 광출사면에 취부된 제1 두께의 제 1 집광렌즈와, 광원으로부터 제1 거리보다 긴 제2 거리에서 상기 확산판의 광출사면에 취부되고 제1 두께와 상이한 제2 두께의 제 2 집광렌즈를 구비한다.
그리고, 본 발명에 따른 광학 시이트의 각 집광렌즈들은, 광원으로부터 멀수록 두께가 작아지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 각 집광렌즈는, 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array) 또는 렌티큘라(Lenticular) 렌즈 어레이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 각 집광렌즈는, 반원 또는 반타원 적어도 하나의 단면 형상인 반구형 렌즈로 형성되며, 단면의 직경 대 높이의 비는 0.5:1 내지 3:1 인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 각 집광렌즈는, 단면 형상이 반원 또는 반타원인 실린더형 렌즈로 상기 광원과 나란하게 형성하거나, 단면 형상이 반원 또는 반타원이며 소정 길이를 가지는 다수개의 실린더형 렌즈를 상기 광원과 나란하게 형성하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 광학 시이트의 각 집광렌즈는, 광원으로부터 멀수록 두께가 커지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 백라이트 유닛은, 다수의 광원들로부터 발생되는 광을 패널로 입사시키는 광학 시이트를 구비하며, 광학 시이트는, 광원들로부터의 광을 확산시키는 확산판과, 광원과 근접한 제1 거리에서 패널과 대면되는 확산판의 광출사면에 취부된 제1 두께의 제 1 집광렌즈와, 광원으로부터 제1 거리보다 긴 제2 거리에서 상기 확산판의 광출사면에 취부되고 제1 두께와 상이한 제2 두께의 제 2 집광렌즈를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 첨부도면을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도 3및 도 11를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 표시 장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 B-B'를 절단한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 화상을 표시하기 위한 액정표시패널(20)과, 액정표시패널(20)에 균일한 광을 조사하기 위한 백 라이트 유닛을 구비한다.
액정표시패널(20)은 상부 및 하부기판의 사이에 액정셀들이 액티브 매트릭스(Active Matrix) 형태로 배열되고, 이 액정셀들 각각에 전계를 인가하기 위한 화소전극들과 공통전극이 마련되게 된다.
이러한 화소전극들 각각은 스위치 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)에 접속되게 된다. 화소전극은 박막 트랜지스터를 통해 공급되는 데이터신호에 따라 공통전극과 함께 액정셀을 구동하여 비디오신호에 해당하는 화상을 표시하게 된다.
백 라이트 유닛은 케이스(340)와, 케이스(340)의 전면에 적층되는 반사 시이트(140)와, 반사 시이트(140)의 상에 위치하는 다수의 램프(360)와, 다수의 램프(360) 상에 집광부재(130)를 구비한다.
케이스(340)는 다수의 램프들(360)로부터 측면으로 발생되는 가시광을 전면, 즉 집광부재(130) 쪽으로 반사시켜, 가시광의 효율을 향상시킨다.
반사판(140)은 케이스(340)의 상면과 다수개의 램프(360)사이에 배치되어 램프들(360)로부터 케이스(340) 상으로 발생되는 광을 반사시켜 집광부재(130) 방향으로 조사되게 함으로써 가시광의 효율을 향상시킨다.
다수의 램프들(360) 각각은 유리관과, 유리관 내부에 있는 불활성기체들과, 유리관의 양 끝단부를 감싸는 메탈 재질의 음극부 및 양극부로 구성되며, 다수의 램프들(360)은 케이스(340) 상에 일측방향으로 나란하게 배치된다.
집광부재(130)는 다수의 램프들(360)에서 발생된 가시광을 최대한 확산시키면서 가시광이 수직 방향으로 패널(20) 상에 입사되도록 집광하여 패널(20)에서 표시되는 화상의 휘도를 균일하게 한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 집광부재를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 집광부재(130)는 램프(360)에서 발생되는 가시광을 확산시키는 확산층(131)과, 확산층(131) 상에 형성되며, 램프(360)로부터 발생되는 가시광을 집광하는 집광층(132)을 구비한다.
확산층(131)은 광을 확산시킬 수 있는 고굴절률을 가진 물질(예를 들면, 'beads')을 내부에 포함하여 판 형태로 형성될 수 있으며, 램프(360)로부터 발생되는 가시광을 확산시키고, 집광층(132)을 지지한다.
집광층(132)은 확산층(131)의 배면 상에 형성되어 패널(20)에 대응되게 배치된다.
그리고, 집광층(132)은 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array)나 렌티큘라(Lenticular) 렌즈 어레이로 형성될 수 있으며, 램프(360)의 배열과 나란한 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 집광층(132)으로 형성되는 렌즈 어레이는 확산층(131) 상에 빈 영역에 발생하지 않도록 밀집되어 형성되는 것이 바람직하다.
도 6a 내지 도 6b는 본 발명에 바람직한 제 1 실시예에 따른 집광층을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 제 1 실시예에 따른 집광층(132)은 단면이 반원 또는 반타원의 형태이고, 실린더 형상을 가지는 렌즈를 램프(360)의 배열과 나란한 방향으로 배치하여 형성할 수 있다.
이와 같이, 집광층(132)의 단면이 반타원의 형태로 형성되는 경우에는 단면의 직경 대 높이의 비는 0.5:1 ~ 3:1 범위내에서 형성되는 것이 바람직하다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명에 바람직한 제 2 실시예에 따른 집광층을 설명 하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 집광층(132)은 단면이 반원 및 반타원의 형태를 가지는 실린더 형태의 렌즈가 소정 길이(x) 만큼 잘려진 다수개의 렌즈를 램프(360)의 배열과 나란한 방향으로 배치하여 형성될 수 있다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 바람직한 제 3 실시예에 따른 집광층을 설명하기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8d에 도시된 같이, 집광층(132)은 단면의 형상이 원 또는 타원 형태이고, 상면에 전체적으로 반구형, 반타원구형으로 형성되거나, 반구형 및 반타원구형의 조합으로 형성될 수 있다.
또한, 집광층(132)은 밑면의 형상이 벌집(honeycomb) 또는 다각형 형상을 가지는 렌즈로 형성되거나 배열될 수 있다.
그리고, 도 6 내지 도 8에 도시된 다양한 실시예에 따른 형태의 렌즈가 규칙적 또는 비규칙적으로 조합하여 확산층(131)상에 집광층(132)을 형성할 수 있다.
또한, 집광층(132)은 도 6내지 도 8에 도시된 바와 같은 렌즈로 확산층(131)상에 벌집(honeycomb) 또는 다각형 형태로 배열될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 집광층(132)은 상기 도 6 내지 도 8에 도시된 렌즈를 일렬로 배열하거나, 각 렌즈가 교차되도록 지그재그 방식으로 배열할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 집광층(132)은 도 5에 도시된 바와 같이, 램프(360)와의 이격 거리가 가까운 영역(a, a'), 즉 각 램프(360)의 수직 상면에 형성되는 집광층(132)의 렌즈 두께(t)는 각 램프(360)의 사이 공간 중앙 영역(b)에 형성되는 렌즈 두께(t) 보다 소정 비율로 크게 형성되어 있다.
즉, 램프(360)로부터 발생되는 가시광이 가장 많이 입사되는 제 1 영역(a, a')에 형성된 집광층(132)은 램프(360)로부터 발생되는 가시광이 가장 적게 입사되는 제 2 영역(b)에 형성된 집광층(132)보다 크게 형성되어 있다.
이러한, 제 1 영역(a, a') 상의 집광층(132)의 두께(t)와 제 2 영역(b) 상의 집광층의 두께(t)의 비율은 2 : 1 내지 10 : 1 로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 램프(360)로부터 발생되는 가시광이 가장 많이 입사되는 제 1 영역(a, a')에서 가장 적게 입사되는 제 2 영역(b)으로 나란하게 배열된 집광층(132)은 순차적으로 두께(t)가 작게 형성되어 배치됨을 알 수 있다.
이러한, 각 집광층(132)의 두께(t) 감소는 순차적으로 90% 이하가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
그리고, 제 2 영역(b)을 기점으로 인접한 영역에 배치되어 있는 램프(360) 상에 적층된 확산층(132)은 좌우 대칭되게 배열되어 있다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 액정 표시 장치의 가시광 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 램프(360)로부터 발생되는 가시광은 확산층(131)에서 확산된 이후에 집광층(132)에 입사되게 된다.
그리고, 램프(360)와 인접하여 가시광이 상대적으로 많이 입사되는 제 1 영역(a)에는 두께(t)가 큰 집광층(132)이 배치되어 있음으로 광의 확산이 미비하게 됨에 따라 수직 방향으로 패널(20) 상으로 입사하게 된다.
그리고, 램프(360)와의 이격 거리가 커서 가지광이 상대적으로 적게 입사되는 제 2 영역(b)에는 두께(t)가 작은 집광층(132)이 배치되어 있음으로 사선 방향으로 입사되는 광이 직진광으로 변환되어 수직 방향으로 패널(20) 상에 입사하게 된다.
따라서, 램프(360)와 이격 거리가 작은 제 1 영역(a)에서는 램프(360)로부터 발생되어 수직 방향으로 입사되는 광과, 제 2 영역(b)에서는 사선 방향으로 입사되는 가지광은 균일하게 수직 방향으로 패널(20) 상에 입사하게 된다.
이때, 사선 방향으로 제 2 영역(b)에 입사되는 가시광은 제 2 영역(b)에 인접한 적어도 하나 이상의 램프(360)로부터 입사됨으로 제 1 영역(a)에서 패널(20) 상으로 입사되는 가지광과 제 2 영역(b) 상에서 패널(20)로 입사되는 가시광의 세기는 거의 유사해진다.
도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 집광부재를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 본 발명에 제 2 실시예에 따른 집광부재(130)는 램프(360)에서 발생되는 가시광을 확산시키는 확산층(131)과, 확산층(131) 상에 형성되며, 램프(360)로부터 발생되는 가시광을 집광하는 집광층(132)을 구비한다.
확산층(131)은 광을 확산시킬 수 있는 고굴절률을 가진 물질(예를 들면, 'bids')을 내부에 포함하여 판 형태로 형성될 수 있으며, 램프(360)로부터 발생되는 가시광을 확산시키고, 집광층(132)을 지지한다.
집광층(132)은 확산층(131)의 배면 상에 형성되어 패널(20)에 대응되게 배치 된다.
그리고, 집광층(132)은 마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array)나 렌티큘라(Lenticular) 렌즈 어레이로 형성될 수 있으며, 램프(360)의 배열과 나란한 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 집광층(132)으로 형성되는 렌즈 어레이는 확산층(131) 상에 빈 영역에 발생하지 않도록 밀집되어 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, 도 6 내지 도 8에 도시된 다양한 실시예에 따른 형태의 렌즈가 규칙적 또는 비규칙적으로 조합하여 확산층(131)상에 집광층(132)을 형성할 수 있다.
또한, 집광층(132)은 도 6내지 도 8에 도시된 바와 같은 렌즈로 확산층(131)상에 벌집(honeycomb) 또는 다각형 형태로 배열될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 집광층(132)은 상기 도 6 내지 도 8에 도시된 렌즈를 일렬로 배열하거나, 각 렌즈가 교차되도록 지그재그 방식으로 배열할 수 있다.
집광층(132)은 도 10에 도시된 바와 같이, 램프(360)와의 이격 거리가 가까운 영역(a, a'), 즉 각 램프(360)의 수직 상면에 형성되는 집광층(132)의 렌즈 두께(t)는 각 램프(360)의 사이 공간 중앙 영역(b)에 형성되는 렌즈 두께(t) 보다 소정 비율로 작게 형성되어 있다.
즉, 램프(360)로부터 발생되는 가시광이 가장 많이 입사되는 제 1 영역(a, a')에 형성된 제 2 집광층(132)은 램프(360)로부터 발생되는 가시광이 가장 적게 입사되는 제 2 영역(b)에 형성된 집광층(132)보다 작게 형성되어 있다.
이러한, 제 1 영역(a, a') 상의 집광층(132)의 두께(t)과 제 2 영역(b) 상의 집광층의 두께(t)의 비율은 1 : 10 내지 1 : 2 로 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 램프(360)로부터 발생되는 가시광이 가장 많이 입사되는 제 1 영역(a, a')에서 가장 적게 입사되는 제 2 영역(b)으로 나란하게 배열된 집광층(132)은 순차적으로 두께(t)가 크게 형성되어 배치됨을 알 수 있다.
이러한, 각 제 2 집광층(132)의 두께(t) 감소는 순차적으로 10% 내지 20% 정도가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
즉, 램프(360)로부터 발생되는 가시광이 가장 많이 입사되는 제 1 영역(a, a')에 형성된 집광층(132)은 램프(360)로부터 발생되는 가시광이 가장 적게 입사되는 제 2 영역(b)에 형성된 집광층(132)보다 작게 형성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 액정 표시 장치의 가시광 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 램프(360)로부터 발생되는 가시광은 확산층(131)에서 확산된 이후에 집광층(132)에 입사되게 된다.
그리고, 램프(360)와 인접하여 가시광이 상대적으로 많이 입사되는 제 1 영역(a)에는 두께(t)가 작은 집광층(132)이 배치되어 있음으로 가시광의 굴절율이 크게되어 집광되는 정도가 미비하게 된다.
그리고, 램프(360)와의 이격 거리가 커서 가지광이 상대적으로 적게 입사되는 제 2 영역(b)에는 두께(t)가 큰 집광층(132)이 배치되어 있음으로 사선 방향으로 입사되는 가시광의 굴절율이 커지게 되어 직진광으로 변환됨에 따라 수직 방향으로 패널(20) 상에 입사하게 된다.
따라서, 램프(360)와 이격 거리가 작은 제 1 영역(a)에서는 램프(360)로부터 발생되어 수직 방향으로 입사되는 가지광과, 제 2 영역(b)에서는 사선 방향으로 입사되는 가지광의 양이 균일하게 수직 방향으로 패널(20) 상에 입사하게 된다.
즉, 제 1 영역(a) 상에서 패널(20)로 수직 방향으로 입사되는 가시광과 제 2 영역(b)에서 패널(20)로 수직 방향으로 입사되는 가시광이 균일하게 되어 패널(20)에서 표시되는 화상의 휘도가 균일하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 표시 장치의 백 라이트 유닛은, 램프로부터 발생되는 가시광을 균일하게 집광하여 패널 상에 입사시킬 수 있음으로 패널에서 표시되는 화상의 휘도를 균일함과 아울러, 광학 시이트를 제거하여 액정 표시 장치를 박형화 할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (10)

  1. 다수의 광원들로부터 발생되는 광을 패널로 입사시키는 광학 시이트에 있어서,
    상기 광원들로부터의 광을 확산시키는 확산판과;
    상기 광원과 근접한 제1 거리에서 상기 패널과 대면되는 상기 확산판의 광출사면에 취부된 제1 두께의 제 1 집광렌즈와;
    상기 광원으로부터 상기 제1 거리보다 긴 제2 거리에서 상기 확산판의 광출사면에 취부되고 상기 제1 두께와 상이한 제2 두께의 제 2 집광렌즈를 구비하는 광학 시이트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 집광렌즈들은,
    상기 광원으로부터 멀수록 두께가 작아지는 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 집광렌즈는,
    마이크로 렌즈 어레이(Micro Lens Array) 또는 렌티큘라(Lenticular) 렌즈 어레이로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 집광렌즈는,
    반원 또는 반타원 적어도 하나의 단면 형상인 반구형 렌즈로 형성되는 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 각 집광렌즈는,
    단면의 직경 대 높이의 비는 0.5:1 내지 3:1 인 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 집광렌즈는,
    단면 형상이 반원 또는 반타원인 실린더형 렌즈로 상기 광원과 나란하게 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 집광렌즈는,
    단면 형상이 반원 또는 반타원이며 소정 길이를 가지는 다수개의 실린더형 렌즈를 상기 광원과 나란하게 형성하는 것을 특징으로 하는 광학 시이트..
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 집광렌즈는,
    상기 광원으로부터 멀수록 두께가 커지는 것을 특징으로 하는 광학 시이트.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 확산판은,
    상기 광을 확산시키는 고굴절률물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사시이트.
  10. 다수의 광원들로부터 발생되는 광을 패널로 입사시키는 광학 시이트를 구비하는 액정표시장치의 백라이트 유닛에 있어서,
    상기 광학 시이트는,
    상기 광원들로부터의 광을 확산시키는 확산판과;
    상기 광원과 근접한 제1 거리에서 상기 패널과 대면되는 상기 확산판의 광출사면에 취부된 제1 두께의 제 1 집광렌즈와;
    상기 광원으로부터 상기 제1 거리보다 긴 제2 거리에서 상기 확산판의 광출사면에 취부되고 상기 제1 두께와 상이한 제2 두께의 제 2 집광렌즈를 구비하는 것을 특징으로 하는 백 라이트 유닛.
KR1020040102701A 2004-12-07 2004-12-07 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛 KR100610617B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040102701A KR100610617B1 (ko) 2004-12-07 2004-12-07 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040102701A KR100610617B1 (ko) 2004-12-07 2004-12-07 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060063510A KR20060063510A (ko) 2006-06-12
KR100610617B1 true KR100610617B1 (ko) 2006-08-09

Family

ID=37159495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040102701A KR100610617B1 (ko) 2004-12-07 2004-12-07 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100610617B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323510B1 (ko) 2013-02-18 2013-10-29 유키히로 야나가와 확산각도 조정이 가능한 광원용 확산렌즈 구조체

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006343450A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Seiko Epson Corp 光学シート、バックライトユニット、電気光学装置及び電子機器、並びに光学シートの製造方法
KR100975536B1 (ko) * 2008-02-05 2010-08-12 미래나노텍(주) 광학 시트 및 상기 광학 시트가 구비된 액정표시장치의백라이트 어셈블리
KR102413740B1 (ko) * 2014-10-31 2022-06-29 현대모비스 주식회사 차량용 헤드 업 디스플레이 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101323510B1 (ko) 2013-02-18 2013-10-29 유키히로 야나가와 확산각도 조정이 가능한 광원용 확산렌즈 구조체
WO2014126426A1 (ko) * 2013-02-18 2014-08-21 Suh Dong Pil 확산각도 조정이 가능한 광원용 확산렌즈 구조체

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060063510A (ko) 2006-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4512137B2 (ja) 液晶表示装置バックライトユニット用導光板及びこれを用いた液晶表示装置用バックライトユニット
KR101332054B1 (ko) 액정표시장치
CN100564994C (zh) 面状光源装置
WO2008056473A1 (fr) Feuille prismatique et afficheur à cristaux liquides
KR20100033193A (ko) 표시 장치
KR101502368B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정 표시장치
JP2004186080A (ja) バックライト装置
US7540648B2 (en) Diffusion plate assembly
US20100135005A1 (en) Lighting device for display device, display device and television receiver
KR20070021378A (ko) 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 액정표시장치
JP2000030515A (ja) 面状照明装置
US20050088838A1 (en) Light guiding device with two opposite light emitting surfaces and backlight module using the same
KR101146428B1 (ko) 광학 시이트 및 그를 구비하는 백 라이트 유닛
KR100610617B1 (ko) 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛
KR100404426B1 (ko) 액정 표시 장치의 백 라이트
KR100610615B1 (ko) 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛
KR20080043437A (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정 표시 장치
KR100610616B1 (ko) 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛
KR20030008270A (ko) 액정 표시 장치용 백라이트
KR20080022717A (ko) 백라이트 유닛
KR20070029392A (ko) 오목부와 볼록부를 구비한 프리즘 시트 및 이를 포함하는백라이트 유닛
KR100845250B1 (ko) 백라이트 유닛
KR20050011433A (ko) 액정표시장치
KR100610613B1 (ko) 광학 시이트 및 그를 이용한 백 라이트 유닛
KR101361987B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 구비한 액정표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090512

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee